什么是光伏逆变器？

逆变器：一般情况下，我们把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，实现逆变过程的装置则称为逆变设备或逆变器。

光伏组串：多块串联的太阳能板

太阳能板（光伏组件）的电流：直流电（DC）

电网的电流：交流电（AC）

二、逆变器的分类

按照架构分：集中式逆变器（大功率，地面电站）、组串式（中功率，分布式）、微型逆变器（单板级，户用）、功率优化器+（集中逆变）

按照电网交互分：并网逆变器、离网逆变器、混合型逆变器

按照功率等级分：微型、户用、工商业、大型

        那我们常说的微型逆变器、集中式逆变器、组串式逆变器、储能逆变器、优化器具体又是什么呢？

微型逆变器：输出功率小（200W-1500W），每块光伏板单独配逆变器，适用于屋顶 阴影复杂的环境，单板级MPPT，安全性高，通常可以支持离网和并网两种工作模式。

组串式逆变器：中功率（1KW-300KW）,每1-2组光伏组串独立接入逆变器，应用户用工商业屋顶和山地电站，多路MPPT，适应复杂光照，故障影响小，单位成本较高，仅并网使用。

集中式逆变器：大功率（500KW~3MW+），多组光伏组串并联后集中转换，直流高压（1000V-1500V）,主要用在平坦的大型地面电站，成本低和效率高，MPPT路数较少，抗阴影能力差，仅并网使用。

储能逆变器：既能将光伏的DC转AC（并网或者自用），也能将电网或者光伏的AC转DC为电池充电，支持电池充放电管理，实现电能的存储和调用，具备双向能量流动，可以离网运行，储能逆变器比普通的并网逆变器相比多了电池包，成本会更高，功率按照不同的应用场景从3KW-MW都有。

功率优化器+集中逆变：在组串系统中为每块增加DCDC优化器（这就是根据MPPT衍生出来的功功能，后面会讲），提高MPPT效率。

 

三、常说的单相逆变器和三相逆变器又是什么？

首先我们要先了解 相 是什么？

 “相”指的就是三相火线（A/B/C或L1/L2/L3），变压器一般输出的是三根火线和一根零线（N线），有的也会引出一根地线（PE）。

 

那么什么是单相、两相、三相？日常所用电各类型的电压又是多少？

1、单相

由一条火线和一条零线组成，“单”就是指三相里的任意一相，A-N、B-N、C-N之间的标准电压是220V。

电压波形：1根火线（L）+1根零线（N），电压交替变化。

特点：家用常见（中国220V，美国110V）。

           功率较小（一般≤10kW），无法直接驱动大功率工业设备。

光伏应用：户用逆变器多为单相输出（如5kW以下系统）。

2、两相也称双相，三相中的任意两相火线（A-B、B-C、A-C）组成，电压为380V，日常见到的不多，如电焊机就是使用两条火线380V的电器。

3、三相就是三条火线，用ABC来表示，如单纯只是三相电压则为380V，也称三相三角形；若除了三条火线外还有一条零线，电压也就有了220V和380V，也就是三相星形连接。

电压波形：3根火线（L1/L2/L3）+1根零线（N），各相相差120°。

特点：工业主流（中国380V线电压，美国480V）。

            功率大、平衡性好，适合电机等设备。

光伏应用：工商业逆变器（≥10kW）通常支持三相输出。

四、典型基本框图

        典型的太阳能光伏逆变器下图所示，由两级电路组成，首先是不同节数的太阳能电池作为直流输入，由于太阳能输出的昼夜不稳定的特点，一般前级采用带MPPT(MaximumPower Point Tracking)功能的DC/DC电源，产生一个稳定的高压直流母线电压，后级基于这个电压做DC/AC逆变产生交流电。当系统为单相交流时，一般MPPT输出的直流母线电压为400Vdc,三相交流时，则直流母线电压为800Vdc，并且有向更高电压，如1000Vdc靠近，以便减小系统损耗。

 

 

什么是MPPT？最大功率点跟踪Maximum Power Point Tracking

– MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，只有工作在最合适的电压下，它的输出功率才会有个唯一的最大值。

– MPPT控制一般是通过DC/DC变换电路来完成的，光伏电池阵列不负载通过DC/DC电路连接，最大功率跟踪装置丌断检测光伏阵列的电流电压变化，并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。

– 常见设计：调节DC-DC转换电路的等效电阻使它始终等于光伏电池的内阻，就可以实现光伏电池的最大输出，也就实现了光伏电池的MPPT

– 衍生应用场景：光伏功率优化器

五、常见的逆变器拓扑结构

    逆变器的拓扑结构决定了其效率、成本、适用场景和电能质量。以下是光伏和储能系统中主流的逆变器拓扑类型对比：

 

目前我接触到比较多的就是三电平T型拓扑结构和heric拓扑结构（是一种无变压器型拓扑结构），下面就针对这两种拓扑结构展开具体的介绍，其他的拓扑结构慢慢补充。

六、三电平拓扑结构

三电平拓扑是中大功率光伏逆变器和储能系统的核心方案，通过多电平输出减少谐波、提高效率。其中 T型（T-NPC） 和 I型（I-NPC） 是两种主流衍生结构

三电平电路与普通的半桥电路相比，因为具有了中点续流的能力，所以对改善输出纹波，降低损耗都有很好的效果。

 

图1. 三电平“I“字形电路示意图

 

 

图2. 三电平“T“字形电路示意图

注意我们常说的才有横管和竖管就是在“T”型结构中，通常竖管的耐压是横管的2倍。

 

七、heric拓扑结构

HERIC（Highly Efficient and Reliable Inverter Concept）是一种无变压器型光伏逆变器拓扑，专为提高效率、降低漏电流并简化电路设计而开发，尤其适用于单相并网光伏系统。